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1、TiO2纳米微粒对淀粉粘合性能的促进作用第23卷第1期高分子材料科学与工程v.1.23,N..12007年1月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJan.2007TiO2纳米微粒对淀粉粘合性能的促进作用金恩琪,祝志峰(江南大学全国浆料检测中心,江苏无{瞽214122)摘要:以粘合强力,断裂功以应断裂伸长为量化指标,通过轻泉粗纱法定量研究了TiO蚋米微拉对淀粉与聚酯,棉及聚酯/棉混纺纤雏粘合性能的影响.实验结果表明.当这种微粒对淀粉的用量在0.15%～0.s%范围时.能够提高淀粉对上
2、述三种纤堆的粘合性能.并能改善淀粉装液的黏度热稳定性.关键词t二氧化钛I纳米微粒;淀粉;粘合性能I纤维中田分类号lTB383文献标识码:A文章编号:1000—7555(2007)01—0157—04淀粉资源丰富,成本低廉,对环境友好,广泛用于纺织,造纸,食品,制药和化工等领域L1].在纺织经纱上浆,造纸表面施胶及粘台剂等应用领域,淀粉与纤维间的粘合性能是决定使用效果的重要指标之一,直接关系到产品质量[,故专题研究文献正逐渐增多[].另外,由于淀粉大分子结构上的缺陷,致使它与纤维的粘合强度差,尚不能完全满足要求,在实际使
3、用过程中还不得不添加一定量的聚乙烯醇(PVA)组分,以改善使用效果,但这种做法不仅增大了原料成本,还污染了环境.将TiO.纳米微粒与淀粉共混来取代严重污染环境的PVA组分,是最近两年内的新发展.实践表明,这种微粒子能与淀粉产生积极的协同作用,提高使用效果,降低生产成本.然而TiO.纳米微粒对淀粉粘合作用的影响如何,目前尚无定论.为此,本文评估TiO纳米微粒对淀粉粘合性能的影响.1实验部分1.1原材料与试剂淀粉:ZH—O型氧化变性淀粉,工业品,江苏徐州众恒精细化工股份有限公司生产,含水率14.8;TiO纳米微粒:制品为水
4、分散液,含水率82.69,5,杭州科瀚盟公司的工业品,微粒子为棒状体,其平均尺寸为lOnmX80nm;纯棉粗纱:无锡庆丰集团提供,456Tex,捻系数128.0,棉纤维为27.44mmX1.72dtex;聚酯/棉混纺粗纱:由仪征化纤常州大明公司提供,352Tex,捻系数56.8,所含聚酯纤维为38mm×1.56D,棉纤维为29mmX1.67D;聚酯粗纱:仪征化纤常州大明公司的半成品,361Tex,捻系数49.8,聚酯纤维为38mmX1.56D.1.2淀粉黏度和黏度稳定性按文献[3]的方法,将淀粉调成浓度为6的浆液,用N
5、DJ一79型旋转式黏度计在95℃测定淀粉浆料的黏度及其热稳定性.1.3粘合强度试样制备:将淀粉用蒸馏水配成2浆液,加入所需量的纳米微粒制剂,在搅拌和回流状态下加热煮浆,在95℃搅拌保温.当淀粉糊化1h后,将该浆液以等量蒸馏水(水温93℃～96C)稀释成l%的浆液,充分混合均匀,然后将分别绕在三个特制金属纱框上的纯棉,聚酯及聚酯/棉混纺粗纱条,依次在浆液中浸渍5min.再将纱框取出,悬挂晾干,收集试样备用.粘合性能测试;在ZWICK型万能材料实验机上测定试样的断裂强力(s),断裂伸长率(E)和断裂功().测试条件为:拉伸
6、速度5O收稿日期:2005—1028基金项目:江南大学科学研究基金资助项目(20020901)联系人祝志峰.主要从事浆料化学,高分子材料和纺织加工化学研究.E?mail:zhuzhifengwu@sina.cornl58商分子材料科学与工程ram/rainI试样夹头距离lOOmm;样本容量2O.所有的力学性能数据均在剔除异常值后计算其各项指标的平均值.I.4淀粉薄膜的力学性能将淀粉和TiO.纳米微粒制品以蒸馏水配成浓度为6的浆液,在搅拌及回流条件下煮浆,并在95℃保温1h.将聚酯薄膜铺在已校水平的玻璃板上,定量浇注淀粉
7、浆液,晾干后制成薄膜.将该膜裁成220mm×10mm条状试样,在相对湿度65,2O℃条件下平衡24h.然后在YG141型厚度仪上测定厚度,用ZWICK万能材料强力仪测试断裂强力和断裂伸长率,计算求取试样的断裂强度和断裂伸长率的平均值,样本容量为10.2结果与讨论2.1TiO纳米微粒对淀粉浆液的影响Tab.1表明,TiO:纳米微粒对淀粉浆液的影响.在加热状态下,淀粉浆液的表观黏度通常表现为强烈的时间依赖性,即随着时间的延长,浆液的黏度值下降.这种性质显然不利于它在诸如纺织和造纸领域中的应用,所以这就要求淀粉浆液具有较高的
8、热浆黏度稳定性.淀粉并不是一种单一的均聚物,而是由直链淀粉和支链淀粉构成的混合物.研究结果表明.纯淀粉浆液实际上是一种在淀粉可溶性组分的水溶液中分散着淀粉颗粒碎片的水悬浮液],这种颗粒碎片主要是由相互缠结的高分子量级分的支链淀粉分子所组成.淀粉颗粒的粒径比riO纳米微粒子大得多.而淀粉糊化后所形成的溶胀颗粒碎片更大.在淀粉浆液中加
